Un RADAR capaz de detectar objetos a través de ondas de alta frecuencia que son emitidas por un transmisor. Si crees que este tipo de montaje es muy complejo e inaccesible a los experimentadores, entonces lea este artículo. Describimos un sistema sencillo, que funciona en VHF (alrededor de 300 MHz) y puede acusar objetos a distancias de más de 10 metros, usando el mismo principio de radares de aviones, instalaciones militares o del policía de carreteras.
A pesar de ser una publicación vieja (1988) el circuito aún puede ser montado fácilmente y tiene finalidad puramente experimental y didáctico.
¿Qué tipo de aplicaciones puede tener un sistema de radar experimental en un rango de pocos metros con una frecuencia del orden de 300 MHz?
Esto es sin duda la primera pregunta que debe hacer un montador potencial para ver si realmente hay alguna indemnización por el tiempo y el dinero que se invertirá en el proyecto. Bien, aun siendo "experimental" nuestro radar encuentra algunas aplicaciones prácticas muy interesantes. A continuación, enumeramos las posibles aplicaciones para que usted pueda reflexionar sobre:
- Alarma residencial de alta eficiencia para habitación – las señales se propagan por una sala y si alguien se pone en su radio de acción ocurre el disparo de una sirena. Las ondas invisibles que emite dificultan la localización del sistema por el intruso. (Figura 1)
- Detector de paso - puesto en un billete, puede ser utilizado para indicar la entrada y salida de personas, encender una luz, emitir un pitido o enviando un pulso a un módulo de contador digital que contará (vea artículo en la web del autor).
- Sistema para demostraciones en ferias, stands o simplemente por recreación - demuestre con un llamativo diseño y alto rendimiento (en pequeña escala) Cómo funciona un radar de Onda Continua de verdad.
El sistema consta de un transmisor y un receptor con antena direccional, ambos alimentados con una tensión de 6 V y bajo consumo de corriente. El montaje es un poco crítico solamente en relación con el sistema de irradiación y de recepción, cuyas antenas deben ser bien hechas, pero el circuito en sí mismo es extremadamente simple y no requiere ningún ajuste complicado para poner en funcionamiento.
Todos los componentes utilizados son absolutamente comunes, lo que significa un costo relativamente bajo para el proyecto.
CÓMO FUNCIONA
En la artículo de este sitio explicamos en detalle el principio de funcionamiento del radar (ART077S). Por lo tanto, no para repetir las explicaciones, sugerimos que los lectores lean antes de ese artículo para luego regresar a este punto, donde hemos pasado para examinar específicamente el nuestro proyecto.
Nuestro radar es el tipo de onda continua (CW: Continuous Wave) y tiene dos circuitos que funcionan por separado: un transmisor y un receptor.
El transmisor consiste en un simple oscilador con único transistor que funciona entre 200 y 400 MHz (cuanto mayor sea la frecuencia, mejor). El transistor BF494 o BF495 puede operar bien en estas frecuencias, pero si quieres experimentar en frecuencias más altas, puede tratar de otros como BF979 y BF689k, utilizados en osciladores de UHF.
Para una frecuencia de 300 MHz, tenemos una longitud de onda de 1 m que significa detección de objetos teóricos hasta 1/10 de estas dimensiones. Significa que gente o incluso pequeños animales se pueden detectar en esta frecuencia. Con 600 MHz, por ejemplo, se puede aumentar la precisión de detección.
También tener en cuenta que aumentar la frecuencia podemos una mayor direccionalidad a las señales, que significa que podemos "enfocar" mejor área de acción del radar.
Para recibir las señales del transmisor, hay un receptor que no es nada más que un medidor de intensidad de campo simple, acoplado a un sistema de tiempo.
El receptor debe obligarse a recibir señales desde el transmisor constantemente.
Esto puede lograrse de dos maneras, que se muestra en la figura 2.
Al principio, el receptor está montado directamente en frente del receptor a una distancia que puede variar entre 3 y 10 metros (en algunos casos incluso más, que dependerá de la instalación). El paso de cualquier objeto o persona entre ambos reduce la intensidad de la señal captada, lo que hace el tiro.
En el segundo hay un reflector para las señales y tanto el transmisor como el receptor se encuentran próximos. El reflector puede ser de chapa de aluminio o una malla de alambre.
Como en la reflexión se puede perder parte de la señal de la distancia total a la colocación de reflector no puede alcanzar los 10 metros.
En el receptor no es sintonizar la señal recogida tienen suficiente intensidad para activar directamente el circuito. Tenemos un amplificador operacional con FET y controlada la ganancia, ya que esto permite ajustar la sensibilidad.
El amplificador de señal, después de que un transistor, se puede utilizar de dos maneras:
En uno de ellos tenemos un instrumento, que puede ser tanto un VU de 200 uA (micro amperímetro), como el multímetro en escala de 0-6 V de tensiones C.C, o cerca de él. Con este instrumento tenemos control directo del paso de cualquier objeto en el campo del radar.
El otro uso es en lo disparo de um monoestable con el integrado 555, para la activación de un sistema de alarma, sistema de iluminación o advertencia.
El paso de un objeto, que provoca una disminución momentánea en la intensidad de la señal recogida, y de la tensión de entrada del pino 5 del 555.
Si este voltaje cae por debajo de 1/3 de Vcc se produce el disparo y en la salida de 555 tenemos una tensión de 6 V, que sirve para polarizar el transistor Q2 hasta la saturación y el relé dispara.
El tiempo de que salida del 555 se mantiene en el nivel alto, con aproximadamente 6 V, es independiente de la señal recogida.
Este tiempo depende únicamente de la R7 y C2, y está alrededor durante unos segundos. Podemos aumentar este tiempo, en el caso de una alarma, aumentando a R7 para 1M o 1M 5, y C2 para 470 uF o incluso 1000 uF (en cuyo caso el relé se activará durante varios minutos).
La antena parabólica usada sirve para enfocar el haz radiado por el transmisor en una sola dirección. Como no necesitamos gran directividad, porque el sistema es experimental, y de esta banda una parábola perfecta tendría dimensiones mucho mayores, no es crítica.
Detalles del montaje de la antena se dará más adelante.
MONTAJE
En la figura 3 tenemos el circuito del transmisor.
La placa de circuito impreso para el transmisor se muestra en la figura 4.
El receptor tiene el circuito completo que se muestra en la figura 5.
La placa de circuito impreso para el receptor se muestra en la figura 6.
Para el receptor y el transmisor, los resistores pueden ser de 1/8 o.25 W, con cualquier tolerancia. Capacitores pequeños (menos de 1 uF) deben ser de cerámica (C3 debe ser de cerámica).
Capacitores electrolíticos utilizados en el receptor, son de 6 V o más y para el integrado, sugerimos el uso de sockets, así como para el relé (esto permite su uso en cualquier momento en otros proyectos, con gran ahorro).
La bobina que L1 del transmisor consta de 1.5 o 2 vueltas de alambre sin núcleo, con un diámetro de 1 cm aproximadamente. Si el transistor tiene dificultad a oscilar, aplique 3 vueltas, porque algunos pueden no alcanzar la frecuencia deseada.
La bobina L1 en el receptor y un choque de RF de 47 uH o 100 uH.
El capacitor de ajuste del transmisor no es crítico y aún podría ser reemplazado por un capacitor fijo de 5.6 a 10 pF (cerámico). Ves, como el receptor no está sintonizado, no importa la frecuencia del transmisor, pero simplemente que oscila.
P1 es un potenciómetro P2 un trimpot. A la salida de que las señales de usan de un borne donde podemos conectar los dispositivos controlados como una alarma.
Un LED (de cualquier color) usado para indicar el cierre de relé.
En ausencia de reactor de RF (L1 del receptor), enrolle de 30 a 40 vueltas de alambre esmaltado fino (30 o 32) en un resistor de 100 k x 1/4 o 1/2 watt.
La antena tiene el aspecto de la figura 7, no ser crítico.
El dipolo está hecho con dos trozos de alambre rígido de 7 cm o más (puede tener hasta 20 cm, para mayor alcance), soldados en un pedazo del puente. La conexión al circuito-para el receptor y el transmisor se hace con cable blindado doble y con malla de blindaje.
El blindaje (reflector) puede ser de cualquier material metálico tales como aluminio, estaño, malla de alambre. Elegir el material. Este reflector debe montarse detrás del dipolo, la distancia entre 2 y 5 centímetros sin tocarlo.
En el prototipo hemos creado una antena en la caja del receptor y el otro en la caja del transmisor. Para el transmisor, si usted quiere, usted no necesita el reflector.
PRUEBA Y USO
Para probar el aparato Coloque el transmisor en el receptor a una distancia de 2 metros, como se muestra en la figura 8.
Conectar las dos unidades, la aguja del instrumento debe saltar y, eventualmente, debe ser el disparo del relé en algunos segundos, automáticamente se apaga.
Si la aguja del instrumento se mueve, empezar a actuar sobre P1 para abrir toda la sensibilidad (fuerza máxima). Cuando la aguja Salta, ajustar P2 para el extremo de la escala.
Luego poco a poco ir reduciendo la sensibilidad de P1 hasta que la aguja tiende a caer. El mejor ajuste y en el punto donde la aguja está a punto de caer a cero en el marcador M1.
Luego pasar entre el emisor y el receptor o entre en su campo de acción: la aguja caiga momentáneamente a cero y el relé dispara, con el LED encendiendo.
Aleje del transmisor para ver la gama de alcance. En cuanto a ello, ajustar también P1 para compensar la sensibilidad.
Si vas a usar el aparato continuamente, utilice fuentes distintas para el transmisor y el receptor.
Para alcance un poco mayor (con mayor potencia del transmisor), utilizar el transistor 2N2218 y alimentar el transmisor con 9 ó 12 V.
Recuerde: el ajuste debe hacerse en P1 hasta el punto en que la aguja del instrumento (VU o multímetro) está a punto de caer a cero.
En la introducción se observa que tanto los dos dispositivos pueden ser en la misma línea, como puede ser en el mismo lado, con la presencia de un reflector. Haga experiencias.
a) Transmisor:
Q1 BF494 o BF495 - Transistor RF (2N2218 para mayor potencia)
L1 - 1 o 2 vueltas de alambre común de 1 cm de diámetro,
CV - Trimmer común
S1 - Interruptor simple
B1 - 6 V - 4 baterías pequeñas o medianas (o fuentes)
C1 - 100 nF capacitor cerámico
CZ - 2n2 - capacitor cerámico
C3 - 2p7 o 3p3 - capacitor cerámico
R1 - 10 k - resistor (marrón, negro, naranja)
R2 – 8 k 2 - resistor (gris, rojo, rojo)
R3 - 47 ohms - resistencia (amarillo, morado, negro)
Varios: montaje de caja, antena, cables, circuitos impresos, soldadura y etcétera.
b) Receptor:
CI - 1 - CA3140 - Amplificador operacional
CI – 2 – 555 - timer
Q1, Q2 - BC548 o equivalente Transistor NPN de uso general
LED - LED rojo común
D1 - 1N4148 o equivalente - diodo de silicio
K1 - Relé 6 V
M1 - Micro amperímetro de 0-200, uA o multímetro
P1 -2M2 - potenciómetro (puede ser 4M7)
P2 - 47k - trimpot
B1 - 6 V - 4 pequeñas pilas o fuente
S1 - Interruptor simple
L1 - 47 uH o 100 uH - micro choque
R1, R2, R7 - 100 k - resistores (marrón, negro, amarillo)
R3 - 56k - resistores (verde, azul, naranja)
R4 - 10 k - resistor (marrón, negro, naranja)
R5 - 47k - resistor (amarillo, morado, naranja)
R6 - 10 k - resistor (marrón, negro, naranja)
R8 - 4k7 - resistor (amarillo, violeta, rojo)
R9 - 1 k - resistor (marrón, negro, rojo)
C1, C2 - 10 uF - capacitor electrolítico
C3 - 100 nF - capacitor cerámico o de poliéster
Varios: placa de circuito impreso, caja de montaje, material para la antena, 4 pilas o fuente, terminales de conexión del relé, zócalos para el integrado y relé, botón a la olla, terminales para que el contador, si se utiliza en lugar de M1, cables, soldadura etcétera.
